专利名称：一种碟式膨胀器及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种木结构加固，特别是关于一种古建筑木结构榫卯节点加固用的碟形膨胀器。
背景技术：
现存木结构制成的房屋等中，主体结构的立柱与横梁之间的木构架连接，主要是靠木榫插入榫孔，有些还要用胶粘接；特别是在古建筑中，基本全部是采用立柱与横梁之间的木榫卯直接连接的方式。榫卯节点有几种不同的构造形式，其中直榫榫卯节点被大量采用，直榫节点的梁端榫头截面和柱身卯口均为矩形，二者尺寸相配合，榫头插入卯口，形成约束连接。由于施工安装需要，榫头高度略大于卯口高度，榫头顶面与卯口上沿之间留有约 25mm的间隙，俗称涨眼。节点装配完成后，按传统做法，一般在缝隙内楔入木楔子顶紧填充， 利用楔面产生的张紧力防止榫头在卯口中松动，以保证连接质量。常规的木楔子一般形状为具有单方向斜面的楔形，其具有很好的填充缝隙加固立柱与横梁之间连接的作用；但是由于木楔子是单方向倾斜，一旦发生地震等强大外力晃动时，很容易使木楔松动，以致被挤出卯口。榫卯节点松动给结构安全带来严重隐患，特别是许多古建筑年久失修，榫卯节点松动会引起结构倾斜，抗震性差。榫卯节点松动是古建木结构中常见的坏损现象，重复的使用木楔顶紧方法，不能根本解决问题。如何对其采取长久有效的加固措施，是当下需要解决的难题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于直榫榫卯节点加固，且在结构承受外力作用时，不易产生松动的碟式膨胀器。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种碟式膨胀器，其特征在于它包括一块插板，所述插板的前、后两面分别设置有一凹槽，所述插板的左、右两端分别设置有一段楔形开口，两所述楔形开口内分别插设有一金属楔片，其中一所述金属楔片的两侧面各焊接一长螺丝，两所述长螺丝位于所述插板的两所述凹槽内，且两所述长螺丝露出所述插板的一端共同穿设在一钢挡板上，所述挡板通过两螺母固定连接在两所述长螺丝上。所述插板的中部间隔设置两个具有台阶段的通孔，每一所述通孔内穿设有一螺栓，每一所述螺栓的另一端固定连接一螺母。所述插板呈长方形或正方形。上述碟式膨胀器的使用方法，包括以下步骤1)将焊接有一金属楔片的两根长螺丝沿着插板的两凹槽插入，使金属楔片插设在插板一端的楔形开口中；幻将插板连接有金属楔片的一端插入立柱与横梁之间的卯口中，然后敲击插板露出的一端，使插板另一端在楔形开口处呈涨开状态；3)将另一金属楔片插入插板外侧的楔形开口中，并敲击金属楔片，使该侧的插板在楔形开口处呈涨开状态，以消除立柱与横梁之间的卯口间隙；4)将带有两个通孔的钢挡板穿过两条长螺丝，贴紧外端楔片端面力)在两条长螺丝上安装两个螺母，并紧固螺母至极限；6)截去两螺母以外多余的长螺丝。在实施所述步骤1)之前，先在所述插板中部间隔设置的两通孔中分别穿设一螺栓，再在每一所述螺栓的另一端固定连接一螺母。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明由于采用平面的插板代替木楔，在插板两端分别设置了一楔形开口，在每个楔形开口处分别插入一斜面金属楔片，因此可以通过敲击将两金属楔片从两端楔入插板，使插板两端膨胀，呈蝶形双向固定。 2、本发明膨胀器涨紧后，形成四个楔面挤压卯口和榫头，外侧两个正向斜面代替原单斜面木楔的作用，嵌固作用明显加强；而内侧两个反向斜面可以起到膨胀螺栓的膨胀防松脱作用。3、本发明由于在内侧的金属楔片两侧设置了两根位于插板凹槽内的长螺丝，并在外侧的金属楔片外面设置了一穿过长螺丝的钢挡片，且在钢挡片外面设置两个固定长螺丝的螺母，因此不但可以保证发明作用力的整体性，而且可以进一步压紧金属楔片，使其与插板之间不会产生松脱。4、本发明由于在插板中部间隔设置了两个通孔，在两个通孔中分别设置了螺栓，并通过螺母将两螺栓固定，因此可以有效地防止两金属楔片挤入插板时造成插板劈裂为上、下两部分，从而进一步保证了本发明的有效性。5、采用本发明膨胀器代替传统木楔，不但不需要其它任何附加物，而且符合“不改变文物建筑原状的修复准则”，6、本发明膨胀器安装使用方便，一旦其被固紧在卯口中，即使遭遇很大的外力晃动，也不易产生松脱， 它可以广泛用于加固古建木结构的直榫榫卯节点，有效地提高结构的安全性能。
图1是本发明结构示意2是图1的俯视示意3是本发明插板结构示意4是图3的侧视示意5是图3的俯视示意6是本发明钢挡片结构示意7是本发明使用状态示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。如图1、图2所示，本发明包括一长方形插板1，两个金属楔片2、3，两根长螺丝4， 一个钢挡板5和两个螺母6。如图3 图5所示，本发明的插板1前、后两面分别设置有一条凹槽11，插板1的左、右两端分别设置有一段楔形开口 12、13。为了防止插板1在操作过程中开裂，在插板1 的上表面中部间隔设置有两个通孔14，在每一通孔14的两端分别具有一段台阶，在每一通孔14 一端的台阶上穿设一螺栓15，并在通孔14另一端的台阶上设置一个连接螺栓15的螺母16，以将螺栓15固定在插板1上。如图1、图2所示，本发明的两根长螺丝4的一端分别焊接在其中一个金属楔片2 的两侧，且金属楔片2的楔口朝向两根长螺丝4的延伸方向，当将焊接有长螺丝4的金属楔片2插设在插板1 一端的楔形开口 12时，两根长螺丝4恰好位于插板1的两条凹槽11中。钢挡板5上与两条长螺丝4的位置对应设置有两个通孔51 (如图6所示)，另一金属楔片3 的楔口可以插入插板1另一端的楔形开口 13中(如图1所示)，钢挡板5上的两个通孔51 可以穿过两条长螺丝4后，用两个螺母6固定长螺丝4。本发明使用时(如图1、图7所示)，包括以下步骤1)在插板1中部的两通孔14中穿设两根螺栓15，并用螺母16固定；2)将焊接有一金属楔片2的两根长螺丝4沿着插板1的两凹槽11插入，使金属楔片2插设在插板1 一端的楔形开口 12中；3)将插板1连接有金属楔片2的一端插入立柱17与横梁18之间的卯口中，然后敲击插板1露出的一端，使插板1另一端在楔形开口 12处呈涨开状态；4)将另一金属楔片3插入插板1外侧的楔形开口 13中，并敲击金属楔片3，使该侧的插板1在楔形开口 13处呈涨开状态，以消除立柱与横梁之间的卯口间隙；5)将带有两个通孔51的钢挡板5穿过两条长螺丝4，贴紧外端楔片3端面；6)在两条长螺丝4上安装两个螺母6，并紧固螺母6至极限；7)截去两螺母6以外多余的长螺丝4即成。上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
1.一种碟式膨胀器，其特征在于它包括一块插板，所述插板的前、后两面分别设置有一凹槽，所述插板的左、右两端分别设置有一段楔形开口，两所述楔形开口内分别插设有一金属楔片，其中一所述金属楔片的两侧面各焊接一长螺丝，两所述长螺丝位于所述插板的两所述凹槽内，且两所述长螺丝露出所述插板的一端共同穿设在一钢挡板上，所述钢挡板通过两螺母固定连接在两所述长螺丝上。
2.如权利要求1所述的一种碟式膨胀器，其特征在于所述插板的中部间隔设置两个具有台阶段的通孔，每一所述通孔内穿设有一螺栓，每一所述螺栓的另一端固定连接一螺母。
3.如权利要求1或2所述的一种碟式膨胀器，其特征在于所述插板呈长方形。
4.如权利要求1或2所述的一种碟式膨胀器，其特征在于所述插板呈正方形。
5.如权利要求1 4任一项所述碟式膨胀器的使用方法，包括以下步骤1)将焊接有一金属楔片的两根长螺丝沿着插板的两凹槽插入，使金属楔片插设在插板一端的楔形开口中；2)将插板连接有金属楔片的一端插入立柱与横梁之间的卯口中，然后敲击插板露出的一端，使插板另一端在楔形开口处呈涨开状态；3)将另一金属楔片插入插板外侧的楔形开口中，并敲击金属楔片，使该侧的插板在楔形开口处呈涨开状态，以消除立柱与横梁之间的卯口间隙；4)将带有两个通孔的钢挡板穿过两条长螺丝，贴紧外端楔片端面；5)在两条长螺丝上安装两个螺母，并紧固螺母至极限；6)截去两螺母以外多余的长螺丝。
6.如权利要求5所述的一种碟式膨胀器的使用方法，其特征在于所述步骤1)之前， 先在所述插板中部间隔设置的两通孔中分别穿设一螺栓，再在每一所述螺栓的另一端固定连接一螺母。
全文摘要
本发明涉及一种碟式膨胀器及其使用方法，本发明碟式膨胀器的特征在于它包括一块插板，所述插板的前、后两面分别设置有一凹槽，所述插板的左、右两端分别设置有一段楔形开口，两所述楔形开口内分别插设有一金属楔片，其中一所述金属楔片的两侧面各焊接一长螺丝，两所述长螺丝位于所述插板的两所述凹槽内，且两所述长螺丝露出所述插板的一端共同穿设在一钢挡板上，所述钢挡板通过两螺母固定连接在两所述长螺丝上。本发明不但可以使插板外侧起到木楔子的作用，而且可以使插板内侧起到膨胀螺栓的膨胀防松脱作用，一旦本发明的膨胀器楔入立柱和横梁之间的卯口中，即使遭遇再大的外力晃动，也不会产生松脱。本发明可以广泛用于木制结构的建筑中，特别是对古建筑结构的加固过程中。
文档编号E04B1/48GK102383497SQ201110229700
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月11日 优先权日2011年8月11日
发明者关键光, 张涛, 韩扬, 黎冬青 申请人:北京市古代建筑研究所